基于流-熱協(xié)同機(jī)理的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向大容量發(fā)展，電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的損耗會顯著增加，引起電機(jī)各部分溫升增加而影響電機(jī)壽命以及運(yùn)行可靠性。所以，以電機(jī)內(nèi)流體場與溫度場準(zhǔn)確計(jì)算為基礎(chǔ)，獲得電機(jī)最優(yōu)通風(fēng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，從而達(dá)到最佳的冷卻效能，是降低電機(jī)最高溫升、均衡電機(jī)各部件溫差、進(jìn)而保證發(fā)電機(jī)組高效可靠運(yùn)行的有效途徑。
　　 針對上述問題，本文以一臺2.5MW永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，從計(jì)算流體力學(xué)以及數(shù)值傳熱學(xué)理論出發(fā)，引入流-熱協(xié)同

2、機(jī)理，并根據(jù)發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)建立了三維流體流動(dòng)與傳熱耦合求解的數(shù)學(xué)模型與物理模型，同時(shí)給出相應(yīng)的基本假設(shè)及邊界條件，采用有限體積法對發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)流體-溫度耦合場進(jìn)行了仿真計(jì)算，得到了發(fā)電機(jī)內(nèi)流體場以及溫度場的三維分布。對于流體場的計(jì)算結(jié)果，詳細(xì)分析了定、轉(zhuǎn)子徑向風(fēng)溝內(nèi)流速分布以及各個(gè)徑向通風(fēng)溝內(nèi)流量的分配情況，同時(shí)得出了鐵心表面以及絕緣表面的散熱系數(shù);對于溫度場計(jì)算結(jié)果，從整體的角度分析了發(fā)電機(jī)內(nèi)各部分的溫升分布，對定子股線